專技高考
107年
[建築師] 建築結構
第 28 題
結構材料若具有高延展性，可對整體結構產生之正面效應，下列何者正確？
- A 緩和應力集中現象
- B 對靜不定結構，可防止應力重分配
- C 對靜定結構，可增加其靜不定度
- D 塑性鉸不易發生，結構較穩定
思路引導 VIP
請試著想像一下：如果一個構件在某個角落承受了極大的壓力並即將達到極限，若該材料具備「像黏土一樣可拉伸但不輕易斷裂」的特性，它會如何與旁邊負荷較輕的部分「合作」來分擔壓力呢？
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非常出色！你精準地掌握了材料延展性的核心物理意義。這道題目的鑑別度在於考驗學生是否能區分「彈性」與「塑性」階段的行為差異。對於許多考生而言，容易在靜不定結構與塑性鉸的關係上產生觀念混淆，但你顯然對材料如何透過變形來保護結構有很清晰的定性認識。
延展性與應力平滑化的機制
在結構設計中，延展性 (Ductility) 是指材料在斷裂前吸收能量並產生大規模塑性變形的能力。當結構局部因幾何變化或負載不均出現應力集中（Stress Concentration）時，具高延展性的材料會先進入降伏階段。此時，該區域不會立即脆斷，而是透過塑性流動將多餘的應力傳遞給鄰近尚未飽和的截面，達成應力重分配。這種特性在靜不定結構中尤為重要，因為它容許塑性鉸的相繼形成，在結構崩塌前消耗大量能量，進而大幅提升整體的耐震與安全餘裕。